题目：装配仿真分析系统人体姿态采集驱动关键技术研究

本文致力于研究装配仿真分析系统基于人体姿态采集数据驱动的虚拟人建模以及其运动仿真关键技术。虚拟人技术是虚拟现实的关键技术之一。它能够很好的帮助工程师完成相应的任务，已经广泛应用于人机工效学分析，军事仿真，体育训练以及影视娱乐等等。在航空航天制造领域，将虚拟人引入到虚拟装配中，可以有效地模拟有人参与的装配过程。然而，在实际的包含虚拟人的装配仿真分析系统中，常常会出现虚拟人的动作姿态难以调整，虚拟人的运动姿态不符合人体运动学规律，且控制为非实时的等一系列问题。因此结合上述问题，作者完成了以下主要的工作：（1）提出了一种基于装配任务的虚拟人建模方法。国际上通用的模型标准为MPEG和HANIM，但是这两种模型标准定义的人体模型参数多，用于虚拟装配中时人物动作难以控制。因此，在HANIM的基础上，作者结合本文使用的惯性动作捕捉设备采集数据的特点，优化了虚拟人模型节点，建立了一种适用于虚拟装配的人物模型。（2）提出了一种基于动作捕捉设备数据关键帧的非实时的虚拟人运动控制方法。传统的基于关键帧的虚拟人运动控制的难点就在于关键帧的制作非常复杂。本文通过总结和解析惯性动作捕捉系统Xsens MVN导出的不同人体运动数据格式包括MVN，BVH，MVNX制作关键帧，最后利用OSG的动画模块，完成了基于关键帧的虚拟人动作控制。与传统的基于关键帧的运动控制相比，该方法的关键帧的制作容易，虚拟人的动作完全符合人体运动学规律。（3）提出了一种基于MVN SDK的虚拟人实时控制方法。虚拟装配仿真系统的虚拟人控制往往是非实时的。本文结合惯性动作捕捉设备及其开发接口，通过采集实验者的运动数据，并据此实时的驱动虚拟人运动，从而使得整个装配仿真分析系统的交互性更强。（4）完成了装配仿真分析系统人体姿态采集驱动原型系统的开发。在上述关键技术的基础之上，完成了基于数据驱动的虚拟人运动的控制的验证。